Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 [ 63 ] 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106

Б. Влияние уровня вязкости и состава масел на зависимость их вязкости

от температуры

Как отмечалось выше, у минеральных масел и индивидуальных углеводородов зависимость вязкости от температуры увеличивается со снижением температуры, а следовательно, и с ростом вязкости. Данные М. П. Воларо-

1S0 10

0,05 0,10 0.15 0,20 Ц25 rjfQo

Фиг. 77. Зависимость отношения

?100

от уровня вязкости масел г) по М. П. Воларовичу [82].

вича (фиг. 77), Г. И. Фукса и И. А. Митрофановой (фиг. 78) и других авторов показывают, что высоковязкие масла и фракции вакуумной разгонки масел обладают более крутой вязкостно-температурной кривой, чем маловязкие масла и их фракции. Увеличение температурного коэфициента вязкости с повышением уровня вязкости является общим свойством жидкостей [39], но у масел это явление выражено особенно сильно вследствие резкого возрастания межмолекулярного взаимодействия при снижении температуры. Как лравило, ассоциация вязких масел нарастает быстрее, чем маловязких.

Параметры пологости вязкостно-температурной кривой увеличиваются с ростом вязкости не монотонно (фиг. 77). На некоторых кривых

СТКВо-100 = / (5о) имеются горизонтальные и даже снижающиеся участки (фиг. 78).

Различие в вязкостно -температурных свойствах равновязких масел объясняется разницей фракционного и химического состава масел.

Из рассмотрения вязкостно-температурных свойств индивидуальных углеводородов (глава IV) следует, что накопление в маслах циклических углеводородов за счет парафиновых ухудшает вязкостно-температурные свойства. Температурный коэфициент вязкости повышается с увеличением числа циклов ароматических и нафтеновых углеводородов, составляющих масла, и умень-

0 25 5.0 75 100 125 т /75 200 225 250

Фиг. 78. Зависимость CTKBq qq фракций масел от их вязкости [70].

1 - фракции масла из ароматической нефти;

2 - фракции масла из бинагадинской нефти;

3 - фракции масла из балаханской нефти;

4 - фракции масла из доссорской нефти (по данным [56]); 5 - фракции масла из макат-

доссорской нефти.

шается с увеличением длины боковых цепей, присоединенных к циклическим углеводородам, и увеличением отношения числа атомов углерода, составляющих эти цепи, к числу атомов золе-рода, входящих в циклы. Степень насыщенности углеводородов и изменение соотношения между ароматическими и гидроароматическими углеводородами мало отражаются на температурной зависимости вязкости.

Смолы резко ухудшают вязкостно-температурные свойства масел. Аналогично действуют дрзоие окси- и тиосоединения, но практически их влияние невелико, так как в маслах они содержатся в сравнительно небольших количествах.

Температурный коэфициент вязкости масел не имеет таких значительных различий, как индивидуальных углеводородов. Однако равновязкие масла и фракции, приготовленные одинаковым способом из нефтей разного происхождения, имеют неодинаковую пологость вязкостно-температурной кривой (табл. 37). Увеличение парафинистости масел (отношение парафиновой части к циклической) сопровождается улучшением вязкостно-температурных свойств. По этой причине масла из парафиновых нефтей имеют более пологую вязкостно-температурную кривую, чем масла из нафтеновых и ароматических нефтей.

Гроссе [83] предложил оценивать масла отношением числа атомов водорода к числу атомов золерода. Чем больше это отношение, тем лучше вязкостно-температурные свойства масел. Заметим, что содержание водорода в минеральных маслах обычно не превьш1ает 14%. Следует, однако, отметить, что накопление парафинов в маслах ухудшает их низкотемпературные свойства (см. § 24). Поэтому с точки зрения вязкостно-температурных свойств масел в целом наиболее ценны малоциклические злеводороды с длинными парафиновыми цепями.

Таблица 37

Вязкостно-температурные свойства равновязких узких масляных

фракций различного происхождения [48]

Так как гидрирование циклических углеводородов повышает вязкость, а степень гидрирования мало отражается на пологости вязкостно-температурной кривой, то ясно, что из нафтеновых нефтей можно получить высоковязкие масла со сравнительно (для этой вязкости) малым температурным коэфициентом вязкости. Примером служат высококачественные авиационные масла из эмбенских нефтей.

Маловязкие масла не так сильно различаются по вязкостно-температурным свойствам, как высоковязкие. Как правило, маловязкие масла парафинового основания лучше, чем нафтенового и тем более ароматического основания.

Из вышеизложенного следует, что степень и характер очистки масел существенно влияют на их вязкостно-температурные свойства. Они улучшаются в ряду дестиллаты->масла сернокислотной очистки-масла селективной очистки (табл. 38). И. И. Черножуков [54] рекомендует для, пол учения масел с пологой вязкостно-температурной кривой удалять из них селективными растворителями полициклические углеводороды с короткими боковыми цепями.

Таблица 38

Влияние очистки на вязкостно-температурные свойства

масел и узких масляных фракций [50]

Масло или фракция

Автол 10 товарный То же

Автол 10 из балаханской масляной нефти . . . . .

То же

»

»

Бинагадинская фракция 500-550 То же »

»

§ 24. Подвижность минеральных масел при низких температурах

При низких температурах реологические свойства минеральных масел существенно иные, чем при средних и при высоких температурах. Эти различия заключаются в более высоком температурном коэфициенте вязкости, появлении аномалии вязкости, статического и динамического предельных напряжений сдвига.